JP4441201B2 - 燃料電池搭載機器 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は燃料電池を搭載する機器に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来から燃料電池を搭載する機器が考案されている（例えば、特許文献１、又は２参照）。特許文献１では、回収された副生成物による圧力で燃料貯留部内の燃料を加圧して燃料電池へ供給する構成が開示されている。
【０００３】
しかし、副生成物の量が少なければ燃料貯留部内の燃料を加圧することはできず、常に燃料を燃料電池へ供給できる方法ではない。また、特許文献２では、液体燃料を燃料電池へ供給するための方法は開示されていない。
【０００４】
このため、燃料電池内の燃料が少量、若しくは空になり、燃料電池を発電できずに２次電池が充電切れしてしまい、機器を使用できなくなるという恐れがあった。
【０００５】
【特許文献１】
特開平９−２１３３５９号公報
【特許文献２】
特開２００３−３６８７９号公報
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は上記事実を考慮してなされたものであり、燃料電池内の燃料の量を常時所定量に維持することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
請求項１に記載の燃料電池搭載機器は、機器で消費される電力を発電する燃料電池と、燃料を貯留する燃料貯留部から前記燃料電池へ燃料を供給する燃料供給手段を駆動させる燃料駆動手段と、前記燃料電池で発電が行われ燃料が消費されると前記燃料駆動手段を駆動させて前記燃料電池へ燃料を補給させる燃料制御手段と、を有し、前記燃料駆動手段は、ステッピングモータであることを特徴とする。
【０００８】
請求項１に記載の燃料電池搭載機器では、燃料電池が機器で消費される電力を発電する。燃料電池が発電され燃料電池で燃料が消費されると燃料制御手段によって燃料駆動手段が駆動され、燃料供給手段によって燃料貯留部に貯留された燃料が燃料電池へ補給される。これによって、常時、燃料電池内に燃料を満たしておくことができるので、常時、燃料電池を発電でき、機器の充電切れを防止できる。
また、ステッピングモータによって燃料供給手段が駆動される。このため、燃料の供給量を正確に調整できる。
【０００９】
請求項２に記載の燃料電池搭載機器は、前記燃料制御手段は、前記機器に設けられた駆動部が駆動されたことを検出する検出手段と、前記駆動部が駆動されて前記機器で消費される電力を前記燃料電池が発電するのに伴って前記燃料電池で消費される燃料の消費量を予め記憶した消費量記憶手段と、前記検出手段によって前記駆動部が駆動されたことが検出されると、前記消費量記憶手段から前記消費量を読み出し、前記燃料駆動手段を駆動させて燃料を前記消費量だけ前記燃料貯留部から前記燃料電池へ供給させる供給量調整手段と、を有することを特徴とする。
【００１０】
請求項２に記載の燃料電池搭載機器では、燃料電池が機器で消費される電力を発電する。燃料電池が発電され燃料電池で燃料が消費されると燃料制御手段によって燃料駆動手段が駆動され、燃料供給手段によって燃料貯留部に貯留された燃料が燃料電池へ補給される。これによって、常時、燃料電池内に燃料を満たしておくことができるので、常時、燃料電池を発電でき、機器の充電切れを防止できる。
また、例えばデジタルカメラにおけるシャッタ、ストロボ、又はＬＣＤ等の駆動部が駆動されたことが検出手段によって検出される。この駆動部が駆動されて機器で消費される電力を燃料電池が発電するのに伴って燃料電池で消費される燃料の消費量のパラメータテーブルが、消費量記憶手段に記憶されている。
【００１１】
供給量調整手段は、検出手段によって駆動部が駆動されたことが検出されると、燃料電池での燃料の消費量を消費量記憶手段から読み出し、燃料供給手段を駆動させて燃料を消費量だけ燃料貯留部から燃料電池へ供給させる。
【００１２】
これによって、燃料電池内の燃料の量を常時一定に保つことができるので、常時燃料を発電でき、機器が充電切れすることはない。
【００１３】
請求項３に記載の燃料電池搭載機器は、請求項２に記載の燃料電池搭載機器であって、前記検出手段は、前記機器に設けられ前記駆動部を駆動させる操作手段が操作されたことを検出することを特徴とする。
【００１４】
請求項３に記載の燃料電池搭載機器では、機器に設けられ駆動部を駆動させる操作手段、例えばデジタルカメラにおけるレリーズボタン、再生ボタン等が操作されると検出手段によって検出される。これによって、駆動部が駆動されて燃料電池で燃料が消費されたことが検出され、燃料電池で消費された量だけの燃料が燃料貯留部から燃料電池へ供給される。即ち、操作手段が操作されると燃料駆動手段が駆動されるという単純な制御で燃料電池内の燃料を所定量に維持できる。
【００１５】
請求項４に記載の燃料電池搭載機器は、請求項２又は３に記載の燃料電池搭載機器であって、前記検出手段は、前記機器に設けられた発光手段が発光されたことを検出することを特徴とする。
【００１６】
請求項４に記載の燃料電池搭載機器では、デジタルカメラにおけるストロボ等の発光手段が発光されると検出手段によって検出される。ストロボ発光では大電力が消費され、燃料電池での燃料の消費量が多くなるが、燃料電池には燃料が消費された量だけ直ちに供給されるので、燃料電池を繰り返し発電できる。
【００１７】
請求項５に記載の燃料電池搭載機器は、請求項２乃至４の何れかに記載の燃料電池搭載機器であって、前記検出手段は、前記機器に設けられた表示画面が表示された時間を検出することを特徴とする。
【００１８】
請求項５に記載の燃料電池搭載機器では、デジタルカメラにおけるＬＣＤ等の表示画面が表示された時間が検出手段によって検出され、表示画面の表示時間に応じた燃料電池での燃料の消費量に相当する量だけの燃料が燃料電池へ供給される。これによって、表示画面が表示された後には表示時間に関わらず、燃料電池内の燃料が所定量になり、燃料電池を発電できる。
【００１９】
請求項６に記載の燃料電池搭載機器は、請求項２乃至５の何れかに記載の燃料電池搭載機器であって、前記供給量調整手段は、前記駆動部が駆動された回数、又は時間を記憶する駆動記憶手段と、前記駆動記憶手段から前記駆動部が駆動された回数、又は時間を読み出し、前記消費量記憶手段から読み出した前記消費量に乗じて累積消費量を演算する演算手段と、前記駆動手段を駆動させて前記演算手段によって演算された前記累積消費量だけ燃料を前記燃料貯留部から前記燃料電池へ供給させる累積供給量調整手段と、を有することを特徴とする。
【００２０】
請求項６に記載の燃料電池搭載機器では、駆動部が駆動された回数、又は時間が駆動記憶手段によって記憶され、演算手段によって駆動記憶手段から読み出され、消費量記憶手段から読み出された消費量に乗じられる。これによって、燃料電池での燃料の消費量が累積した累積消費量が演算される。
【００２１】
そして、燃料が累積供給量調整手段によって燃料貯留部から燃料電池へ累積消費量だけ供給される。即ち、駆動部が駆動される度に少量ずつ燃料を供給するのではなく、複数回の駆動によって消費された分の燃料をまとめて供給する。これによって、燃料駆動手段を起動させる回数が少なくなり、起動電力を節約できる。
【００２４】
【発明の実施の形態】
以下に図面を参照しながら本発明の実施形態を説明する。
【００２５】
図１に示すように、燃料電池搭載機器としてのデジタルカメラ１０には、メタノール水溶液（ＣＨ₃ＯＨ＋Ｈ₂Ｏ）が充填された燃料タンク１２が、デジタルカメラ１０に設けられた収納部１４へ上方から装填される。収納部１４の底部には、メタノール水溶液と酸素（Ｏ₂）の化学反応によって発電を起し、副生成物として水（Ｈ₂Ｏ）、及び二酸化炭素（ＣＯ₂）を生成するメタノール直接型燃料電池（以下、燃料電池）１６が備えられている。
【００２６】
燃料タンク１２は、燃料を貯留する燃料貯留部１２Ａと、燃料電池１２で生成される水を回収する水回収部１２Ｂとの２槽構造となっている。燃料タンク１２と燃料電池１６は燃料供給口１８を給液口２０へ、水回収口２２を排水口２４へ勘合させることで、水密状態で接続される。図示は省略したが、燃料供給口１８、水回収口２２には、安全弁が設けられており、この安全弁は、燃料供給口１８と給液口２０、水回収口２２と排水口２４とが接続されると開かれる。
【００２７】
また、燃料タンク１２のケーシング２５の側面からはギア８４の歯面８４Ａが突出している。このギア８４にズームモータ３１（図４参照）から駆動力が付与されて燃料貯留部１２Ａに収納された燃料供給手段８２（図４参照）が駆動され、燃料貯留部１２Ａ内の燃料が燃料供給口１８、給液口２０を介して燃料電池１６の燃料極１３０Ａへ供給される。また、水は、燃料電池１６の空気極１３０Ｂで生成され、排水口２４、水回収口２２を介して水回収部１２Ｂへ回収される。
【００２８】
また、デジタルカメラ１０には、燃料電池１６に面してヒータ２３が設けられている。このヒータ２３は、デジタルカメラ１０を低温環境で使用する際に起動される。ここで、燃料電池１６は、氷点下等の低温環境では通常、化学反応を起すことができないが、ヒータ２３によって加熱されることで化学反応を起こし発電できる。
【００２９】
図２には、本実施形態のデジタルカメラ１０の回路構成を示すブロック図が示されている。
【００３０】
デジタルカメラ１０には、撮影レンズ２６、シャッタ２８及びＣＣＤ撮像素子３０が備えられている。撮影レンズ２６及びシャッタ２８を経由してＣＣＤ撮像素子３０上に結像された被写体像は、ＣＣＤ撮像素子３０によってアナログ画像信号に変換される。ここで、シャッタ２８によって、ＣＣＤ撮像素子３０からアナログ画像信号が読み出される際のスミアの発生が抑制される。
【００３１】
また、デジタルカメラ１０には、閃光装置３２が備えられている。この閃光装置３２は、低照度時、又は低照度時以外の必要時に閃光を発光し、被写体に補助光を照射する。
【００３２】
また、デジタルカメラ１０には、アナログ信号処理部３４、Ａ／Ｄ変換部３６、デジタル信号処理部３８、テンポラリメモリ４０、圧縮伸長部４２、内蔵メモリ（又はメモリカード）４４、画像モニタ４６、及び駆動回路４８が備えられている。
【００３３】
ＣＣＤ撮像素子３０は、駆動回路４８内のタイミング発生回路（図示省略）によって発生されたタイミングで駆動され、アナログ画像信号を出力する。また、駆動回路４８には、撮影レンズ２６のズーム駆動の駆動源であるズームモータ３１、撮影レンズ２６のフォーカス駆動の駆動源であるフォーカスモータ３３、シャッタ２８の駆動源であるシャッタモータ３５、絞り２９の駆動源である絞りモータ３７、及びズームモータ３１に欠歯ギア１０６、１０８（図６参照）を連結させるフラッパーソレノイド１１６、１１８等を駆動する駆動回路も含まれている。なお、ズームモータ３１は燃料供給手段８２の駆動源にもなるがこの点については後述する。
【００３４】
ＣＣＤ撮像素子３０から出力されたアナログ画像信号は、アナログ信号処理部３４でアナログ信号処理され、Ａ／Ｄ変換部３６でＡ／Ｄ変換され、そして、デジタル信号処理部３８でデジタル信号処理される。デジタル信号処理されたデジタル画像データは、テンポラリメモリ４０に一時的に格納される。
【００３５】
テンポラリメモリ４０に格納されたデジタル画像データは、圧縮伸長部４２で圧縮されて内蔵メモリ（又はメモリカード）４４に記録される。尚、撮影モードによっては、圧縮の過程を省いて内蔵メモリ４４に直接記録しても良い。そして、テンポラリメモリ４０に格納されたデジタル画像データは画像モニタ４６に読み出され、画像モニタ４６に被写体像が映し出される。
【００３６】
また、デジタルカメラ１０には、デジタルカメラ１０全体の制御を司るＣＰＵ５０、ズーム操作スイッチ等を含む操作スイッチ群５２、及びシャッタボタン５４が備えられている。操作スイッチ群５２を操作して所望の撮影状態に設定し、シャッタボタン５４を押下することによって、写真撮影が行われる。
【００３７】
また、デジタルカメラ１０には、２次電池５１、コンバータ５３、及び燃料電池１６が備えられており、デジタルカメラ１０を構成する各部は、２次電池５１にバッファされた電気エネルギーで作動される。この２次電池５１にバッファされた電気エネルギーが不足していると、ＣＰＵ５０は、コンバータ５３を作動させて燃料電池１６を発電させる。そして、燃料電池１６から電気エネルギーが供給されて２次電池５１の充電が完了すると、コンバータ５３の作動を停止させて燃料電池１６の発電を停止させる。
【００３８】
さらに、デジタルカメラ１０には、駆動検出部５５、パラメータ記憶部５７、不揮発メモリ５９が備えられている。駆動検出部５５は、ズームモータ３１、フォーカスモータ３３等の駆動部が駆動されたこと、又は画像モニタ４６の表示時間等を検出する。
【００３９】
パラメータ記憶部５７には、ズームモータ３１、フォーカスモータ３３、又はストロボ等の１度の駆動によって、又は画像モニタ４６の所定時間の表示によって消費される電気エネルギーを発電させるだけの燃料の量のパラメータテーブルが記憶されている。
【００４０】
不揮発メモリ５９には、駆動検出部５５によってズームモータ３１等の駆動部が駆動されたことが検出されると、各駆動部の駆動回数、及び画像モニタ４６の表示時間が記憶される。なお、デジタルカメラ１０の電源がオフになっても、不揮発メモリ５９から駆動記録が消えることはない。
【００４１】
ＣＰＵ５０は、不揮発メモリ５９から駆動記録を読み出し、パラメータ記録部５７から各駆動部の駆動によって消費される燃料の量を読み出し、これらを乗じて燃料電池１６で消費された累積消費量を演算する。
【００４２】
そして、ＣＰＵ５０は、この累積消費量が所定量になると、燃料供給手段８２を駆動させ、燃料電池１６内で消費された分の燃料をまとめて燃料貯留部１２Ａから燃料極１３０Ａへ供給させる。
【００４３】
図３に示すように、デジタルカメラ１０の背面には、ファインダ５６、ファインダＬＥＤ５８、撮影／再生モード選択スイッチ６０、充電モード選択スイッチ６１、撮影モード選択ダイヤル６２、マルチファンクションの十字キー６４、カメラの動作モードや十字キー６４の機能等を文字やアイコンで表示するドットマトリクスの液晶表示機６６、バックスイッチ６８、メニュー／ＯＫスイッチ７０、画像モニタ４６、及びスピーカ７２等が設けられている。
【００４４】
また、デジタルカメラ１０の上面には、電源スイッチ７４及びシャッターボタン５４が設けられ、デジタルカメラ１０の側面には、音声／映像（Ａ／Ｖ）出力端子７６、デジタル（ＵＳＢ）端子７８、及びＤＣ入力端子８０が設けられている。
【００４５】
デジタルカメラ１０は、撮影／再生モード選択スイッチ６０によって撮影モード、又は再生モードが選択できるようになっており、撮影モード時には撮影モード選択ダイヤル６２によってマニュアル撮影、オート撮影、動画、ボイスレコーダー等の各モードが選択できるようになっている。尚、ボイスレコーダは、音声のみを記録するモードである。
【００４６】
また、デジタルカメラ１０は、充電モード選択スイッチ６１によって充電モードが選択できるようになっており、充電モード時には燃料電池１６によって発電が行われ、２次電池５１が充電される。尚、充電モード時以外にも燃料電池１６の発電は行うが、この点については後述する。
【００４７】
画像モニタ４６は、電子ビューファインダとして使用できると共に、内蔵メモリ（又はメモリカード）４４から読み出した再生画像等を表示することができる。また、画像モニタ４６は、撮影可能コマ数や再生コマ番号の表示、ストロボ発光の有無、マクロモード表示、記録画質（クオリティー）表示、画素数表示等の情報も表示され、更に各種のメニュー等がメニュー／ＯＫボタン７０や十字キー６４の操作に応じて表示される。
【００４８】
次に、燃料タンク１２の構造について説明する。
【００４９】
図４に示すように、燃料タンク１２のケーシング２５は仕切り板２５Ａによって仕切られて燃料貯留部１２Ａと水回収部１２Ｂとの２槽構造となっている。燃料貯留部１２Ａと水回収部１２Ｂはキャップ２７によって封止されている。キャップ２７には、燃料貯留部１２Ａに面して燃料供給口１８が設けられ、水回収部１２Ｂに面して水回収口２２が設けられている。
【００５０】
水回収部１２Ｂには水を回収する袋体８６が収納され、口部を水回収口２２に取り付けられている。燃料貯留部１２Ａには燃料を貯留する袋体８８が収納され、口部を燃料供給口１８に取り付けられている。袋体８８はテフロン（登録商標）ゴム等の耐アルコール性材料で、伸縮自在とされている。但し、袋体８８は、伸縮自在の材料でなくても、以下に述べる燃料供給手段８２によって押し潰すことができ、且つ押し潰された状態から復元できる柔軟な残量であれば良い。
【００５１】
また、燃料貯留部１２Ａには、燃料供給手段８２が収納されている。燃料供給手段８２は、シリンダとなる燃料貯留部１２Ａ内を摺動する可動部９０と、可動部９０に駆動力を伝達する駆動伝達部９２とで構成されている。
【００５２】
駆動伝達部９２は、可動部９０の摺動方向の一端部に回転可能に設けられたギア８４と、ギア８４の中心部から摺動方向に延出したネジ部９４とで構成されている。上述したように、ギア８４の歯面８４Ａの一部が、ケーシング２５の側面の孔２５Ｂから突出している。
【００５３】
可動部９０は、ネジ部９４が螺合するネジ穴９６Ａが形成された駆動板９６と、袋体８８に当接して加圧する加圧板９８と、駆動板９６と加圧板９８を繋ぐ軸部９９とで構成されている。ケーシング２５の仕切り板２５Ａと仕切り板２５Ａと向き合うケーシング２５の内壁２５Ｃには、摺動方向に延出するガイドリブ２５Ｄ、２５Ｅが形成されている。そして、駆動板９６と加圧板９８には、溝９６Ｂ、９８Ａが形成され、それぞれガイドリブ２５Ｄ、２５Ｅに嵌合している。
【００５４】
このため、ギア８４が回転されると一緒にネジ部９４が回転し、このネジ部９４の回転によって可動部９０が燃料貯留部１２Ａ内を摺動する。これによって、燃料タンク１２の向きに関わらず、袋体８８内の燃料が加圧されて袋体８８から押し出されて燃料電池１６へ供給される。
【００５５】
次に、ギア８４に駆動力を付与する機構について説明する。
【００５６】
図５に示すように、平歯車であるギア８４に噛合する平歯車１０２Ａを一端に備え、他端部にはすば歯車１０２Ｂを供える２段ギア１０２が設けられている。また、はすば歯車１０２Ｂに噛合すると共に、駆動伝達方向を９０度転換するはすば歯車と平歯車が形成された２段ギア１０４が設けられている。そして、２段ギア１０４の平歯車に噛合する欠歯ギア（平歯車）１０６、欠歯ギア１０６に駆動力を付与するズームモータ３１が設けられている。このズームモータ３１はステッピングモータで、正確に駆動を制御できる。
【００５７】
欠歯ギア１０６の周面には、歯車部１０６Ａと欠歯部１０６Ｂとが形成されている。欠歯部１０６Ｂは対称位置に２箇所形成され、欠歯部１０６Ｂ以外の部分が歯車部１０６Ａとされている。
【００５８】
図６（Ａ）に示すように、ズームモータ３１のモータギア３１Ａを間に置いて欠歯ギア１０６側の反対側には、欠歯ギア１０８が設けられている。この欠歯ギア１０８は、撮影レンズ２６（図２参照）をズーム駆動させるレンズ移動手段としてのズームギア１１０へ、ギア１１２、ギア１１４によって連結されている。また、欠歯ギア１０８は、欠歯ギア１０６と同じ形状をしており、周面には、歯車部１０８Ａと欠歯部１０８Ｂとがそれぞれ２箇所に対称に形成されている。
【００５９】
ここで、欠歯ギア１０６の回転を制止するフラッパーソレノイド１１６、及び欠歯ギア１０８の回転を制止するフラッパーソレノイド１１８が設けられている。欠歯ギア１０６にはフラッパーソレノイド１１６のアームチュア１１６Ａが係止する係止部１０６Ｃが形成され、欠歯ギア１０８には、フラッパーソレノイド１１８のアームチュア１１８Ａが係止する係止部１０８Ｃが形成されている。また、欠歯ギア１０６、１０８は、図示しないバネによって時計回り方向（図中矢印Ａ方向、及びＢ方向）に付勢されている。
【００６０】
この状態では、欠歯ギア１０６は欠歯部１０６Ｂをモータギア３１Ａ、２段ギア１０４に対面させており、欠歯ギア１０６は、モータギア３１Ａ、および２段ギア１０４に噛合していない。また、欠歯ギア１０８も同様に、モータギア３１Ａ、及びギア１１０に噛合していない。
【００６１】
図６（Ｂ）に示すように、フラッパーソレノイド１１８が励磁されると、アームチュア１１８Ａがコイル１１８Ｂ側に移動され、係止部１０８Ｃから外れる。バネによって矢印Ｂ方向に付勢されている欠歯ギア１０８は矢印Ｂ方向に回転し、欠歯ギア１０８の歯車部１０８Ａが、モータギア３１Ａ、及びギア１１０に噛合する。これによって、ズームモータ３１が駆動されズームギア３１Ａが回転すると、駆動力がズームギア１１０まで伝達されてズーム駆動される。
【００６２】
この時、欠歯ギア１０６はモータギア３１Ａに噛合していないので、ズームモータ３１の駆動力は燃料供給手段８２まで伝達されない。このため、燃料を供給する必要がない時に、燃料供給手段８２を駆動させてしまうことはない。
【００６３】
また、フラッパーソレノイド１１８が励磁される前は、欠歯ギア１０８はギア１１２に噛合していないので、アームチュア１１８Ａが係止部１０８Ｃから外れて欠歯ギア１０８がバネの不勢力によって回転する時に、ギア１１２は回転されない。このため、欠歯ギア１０８がギア１１２に噛合する時にズームギア１１０が駆動されてズーム駆動されてしまうことがない。従って、ズーム駆動を正確に制御できる。
【００６４】
また、図６（Ｃ）に示すように、フラッパーソレノイド１１６が励磁されると、アームチュア１１６Ａがコイル１１６Ｂ側に移動され、係止部１０６Ａから外れる。バネによって矢印Ａ方向に付勢されている欠歯ギア１０６は矢印Ａ方向に回転し、欠歯ギア１０６の歯車部１０６Ａが、モータギア３１Ａ、及び２段ギア１０４に噛合する。これによって、ズームモータ３１が駆動されると、駆動力が燃料供給手段８２まで伝達され、燃料が燃料電池１６へ供給される。
【００６５】
この時、欠歯ギア１０８はモータギア３１Ａに噛合していないので、ズームモータ３１の駆動力はズームギア１１０へ伝達されない。このため、ズーム駆動させる必要がない時に、ズーム駆動させてしまうことはない。
【００６６】
また、フラッパーソレノイド１１６が励磁される前は、欠歯ギア１０６は２段ギア１０４にも噛合していないので、アームチュア１１６Ａが係止部１０６Ｃから外れて欠歯ギア１０６がバネの不勢力によって回転する時に、２段ギア１０４は回転されない。このため、欠歯ギア１０６が２段ギア１０４に噛合する時に燃料供給手段８２が駆動されて燃料が供給されてしまうことがない。従って、燃料の供給量を正確に制御できる。
【００６７】
上述したように、ズームモータ３１の駆動力によって燃料供給手段８２を駆動させるようにし、燃料供給手段８２を駆動させるだけの駆動源が不要となったので、コストダウンできる。尚、デジタルカメラ１０では、ズームモータ３１を燃料供給手段８２の駆動源としたが、これに限らず、フォーカスモータ３３やシャッタモータ３５、及び絞りモータ３７等、デジタルカメラ１０に備えられた他の駆動源を用いても良い。
【００６８】
次に燃料電池１６について説明する。
【００６９】
図５に示すように、燃料電池１６のケーシング１２８は、電池セル１３０によって燃料室１６Ａと空気室１６Ｂに室が分けられている。燃料室１６Ａと空気室１６Ｂは、燃料タンク１２が載置される台座１３２によって封止されている。
【００７０】
台座１３２には、燃料室１６Ａに面して給液口２０が設けられ、空気室１６Ｂに面して排水口２４が設けられ、袋体８８から燃料室１６Ａへ燃料を供給でき、空気室１６Ｂから袋対８６へ水を回収できるようになっている。
【００７１】
電池セル１３０は、燃料室１６Ａの壁面を構成する燃料極１３０Ａ、空気室１６Ｂの壁面を構成する空気極１３０Ｂ、及び燃料極１３０Ａと空気極１３０Ｂに挟まれるプロトン導電膜１３０Ｃとで構成されている。
【００７２】
燃料タンク１２から燃料室１６Ａへメタノールが供給され、燃料極１３０Ａに電圧が印加されると、メタノールが化学反応式（１）に示すように、二酸化炭素、水素イオン、及び電子に分解される。
【００７３】
ＣＨ₃ＯＨ＋Ｈ₂Ｏ→ＣＯ₂＋６Ｈ⁺＋ｅ^- …（１）
二酸化炭素は、燃料室１６Ａの壁面に設けられた気液分離フィルタ１３４によって燃料室１６Ａから放出され、水素イオンは、プロトン導電膜１３０Ｃを透過して空気極１３０Ｂへ移動する。そして、電子は、２次電池５１（図２参照）へ向かい、２次電池５１を充電させる。
【００７４】
空気極１３０Ｂへ移動した水素イオンＨ⁺は、空気室１６Ｂの壁面に設けられた気液分離フィルタ１３６を透過して空気室１６Ｂへ流入した酸素、及び電子と結合して水となる。この水は、排水口２４、及び水回収口２２を通過して袋体８６に回収される。
【００７５】
次に、燃料タンク１２を着脱させる機構について説明する。
【００７６】
図５に示すように、燃料タンク１２を収納部１４へ出し入れするためのスライド式の蓋１２０が設けられている。蓋１２０の内面にはコ字状のフック１２２が設けられている。そして、このフック１２２にアームチュア１２４Ａを係止させるフラッパーソレノイド１２４が、デジタルカメラ１０の上面の内側に取り付けられている。
【００７７】
このフラッパーソレノイド１２４が励磁されると、アームチュア１２４Ａがコイル１２４Ｂ側に移動し、アームチュア１２４Ａの引掛け部１２４Ｃがフック１２２に係止する。これによって、蓋１２０がロックされ、開閉できなくなる。
【００７８】
また、燃料タンク１２のケーシング２５の水回収部１２Ｂ側の側面にはラック２５Ｆが形成されている。このラック２５Ｆにモータギア１２６Ａを噛合させるモータ１２６が、収納部１４に設けられている。
【００７９】
燃料タンク１２を収納部１４から取り出したい時に、取出しスイッチ１３８（図３参照）が操作されると、フラッパーソレノイド１２４の励磁が停止され、蓋１２０のロックが解除される。
【００８０】
そして、蓋１２０が開かれると図示しない図示しない開閉検出スイッチがオンになり、モータ１２６が駆動される。これによって、燃料タンク１２が収納部１４から頭を出し、燃料タンク１２を掴んで収納部１４から取り出すことができる。
【００８１】
次に、燃料供給方法について説明する。
【００８２】
図７のフローチャートに示すように、デジタルカメラ１０の電源が投入されると、本フローが開始され、ステップ２０１へ進む。ステップ２０１では、フラッパーソレノイド１２４が励磁され、蓋１２０がロックされる。ステップ２０２では、充電モード選択スイッチ６１によって充電モードが選択されたか否かが判定され、肯定されると図８のフローチャートのステップ３０１へ進み、否定されるとステップ２０３へ進む。
【００８３】
ステップ２０３では、デジタルカメラ１０の各駆動部が駆動されたことが駆動検出部５５によって検出されるまで否定判定が繰り返される。例えば、シャッタボタン５４が操作され、閃光発光装置３２からフラッシュが発光され、又は撮影／再生モード選択スイッチ６０によって撮影モード又は再生モードが選択されて画像モニタ４６が表示されると、駆動部検出部５５によって検出されて不揮発メモリ５９に記憶される。ここで、画像モニタ４６の表示に関しては表示時間が記憶され、その他の駆動部に関しては駆動回数が記憶される。
【００８４】
そして、ステップ２０４に進み、燃料の消費量が所定量を超えるまで否定判定が繰り返され、ステップ２０３へ戻り、繰り返して各駆動部の駆動検出が行われる。ここで、各駆動部が駆動されて２次電池５１の電気エネルギーが消費されると燃料電池１６の発電は行われ、燃料電池１６内の燃料は消費される。この消費量は、例えば、閃光発光装置が駆動された時に多くなり、又は画像モニタ４６を長時間表示していると多くなる。
【００８５】
このようにデジタルカメラ１０の使用状態によって異なる燃料の消費量のパラメータテーブルがパラメータ記憶部５７に記憶されている。このパラメータテーブルとは、例えば、シャッタボタンが１回操作されると燃料が１ｍｌ消費され、閃光発光装置３２が１回駆動されると燃料が５ｍｌ消費され、画像モニタ４６が１分表示されると燃料が３ｍｌ消費されるというようなものである。
【００８６】
ＣＰＵ５０は、不揮発メモリ５９に累積して記憶されたシャッタボタン５４の使用回数、閃光発光装置３２の発光回数、又は画像モニタ４６の表示時間等を不揮発メモリ５７から読み出し、パラメータ記憶部５７から各駆動に対応する燃料の消費量を読み出す。そして、ＣＰＵ５０は、これらを乗じてこれまで消費された累積消費量を演算し、燃料の累積消費量が所定量を超えるとステップ２０５へ進む。
【００８７】
ステップ２０５では、ＣＰＵ５０が、ステップ２０４で演算された燃料の累積消費量データを駆動回路４８へ送信する。駆動回路４８はこの累積消費量データを受け取ると、図６（Ｃ）に示すように、フラッパーソレノイド１１６を励磁して欠歯ギア１０６をモータギア３１Ａ、及び２段ギア１０４に噛合させる。
【００８８】
そして、ステップ２０６へ進み、ステッピングモータであるズームモータ３１を駆動させて燃料供給手段８２を作動させる。この時、ズームモータ３１の回転数を調整して燃料電池１６で消費された分だけの燃料を供給する。これによって、常時、燃料電池１６内の燃料を所定量に維持することができるので、燃料電池１６内の燃料切れを防止できる。
【００８９】
そして、ステップ２０７に進み、ズームモータ３１を逆回転させて欠歯ギア１０６とズームギア３１Ａ、及び２段ギア１０４との噛み合いを解除させる共に、フラッパーソレノイド１１６の励磁を停止してアームチュア１１６Ａを欠歯ギア１０６の係止部１０６Ｃに係止させる。
【００９０】
そして、ステップ２０８に進み、デジタルカメラ１０の電源がオフになるまで否定判定が繰り返されてステップ２０１へ戻り、ステップ２０１〜２０６が繰り返し行われる。
【００９１】
また、充電モード時には、図８のフローチャートに示すように、ステップ３０１において、２次電池５１の充電が完了しているか否かが判定される。ここで、２次電池５１の充電量の検出は、２次電池５１の駆動電圧の変動状態を検出する等の公知の検出方法で行われる。
【００９２】
ステップ３０１で肯定されると、ステップ３０２に進み、液晶表示機６６に充電が完了したことを知らせるアイコンを表示する。ステップ３０１で否定されると、ステップ３０３に進む。ステップ３０３では、ＣＰＵ５０によって、ステップ３０１で検出された２次電池５１の充電量に基づいて、２次電池５１の充電を完了するために必要な発電量、及び燃料の量が算出される。
【００９３】
そして、ステップ３０４へ進み、ＣＰＵ５０は、ステップ３０３で算出された燃料の必要量データを駆動回路４８へ送信する。駆動回路４８はこのデータを受け取ると、図６（Ｃ）に示すように、フラッパーソレノイド１１６を励磁して欠歯ギア１０６をモータギア３１Ａ、及び２段ギア１０４に噛合させる。
【００９４】
そして、ステップ３０５へ進み、ズームモータ３１を駆動させて燃料供給手段８２を作動させる。この時、燃料電池１６の発電が停止されるまでズームモータ３１の駆動を微調整しながら必要量の燃料を少量ずつ供給する。
【００９５】
そして、ステップ３０６へ進み、２次電池５１の充電が完了するまで否定判定が繰り返され、肯定されるとステップ３０７へ進み、液晶表示機６６に充電が完了したことを知らせるアイコンを表示する。そして、図７のステップ２０６へ進み、同様に、燃料供給手段８２とズームモータ３１の連結を解除し、ステップ２０７で電源がオフになると、本フローが終了する。
【００９６】
なお、本フローでは、デジタルカメラ１０の各駆動部が駆動されて消費された燃料を累積して供給するようにした。このため、ズームモータ３１を起動させる回数が少なくなり起動電力を節約できる。しかし、これに限らず、デジタルカメラ１０の各駆動部が駆動される度に燃料を供給するようにしても良い。
【００９７】
次に、燃料タンク１２を収納部１４から取り出す方法について説明する。
【００９８】
図９のフローチャートに示すように、デジタルカメラ１０の電源が投入されると本フローが開始され、ステップ４０１へ進む。ステップ４０１では、燃料タンク取出しスイッチ１３８が操作されるまで否定判定が繰り返され、肯定されるとステップ４０２へ進む。
【００９９】
ステップ４０２では、フラッパーソレノイド１１６が励磁され、欠歯ギア１０６とズームギア３１Ａ、及び２段ギア１０４の噛合が解除されるまで否定判定が繰り返され、肯定されるとステップ４０３へ進む。ここで、欠歯ギア１０６がズームギア３１Ａ、及び２段ギア１０４に噛合していると、２段ギア１０４、２段ギア１０２には回転方向の遊びが無くなる。このため、燃料タンク１２を収納部１４に挿入した時、燃料タンク１２のギア８４の歯先と２段ギア１０２の平歯車１０２Ａの歯先が衝突すると、ギア８４と２段ギア１０２が噛合できない。
【０１００】
しかし、欠歯ギア１０６がズームギア３１Ａ、及び２段ギア１０４に噛合していなければ２段ギア１０４、２段ギア１０２には回転方向に遊びが生まれる。また、２段ギア１０４と２段ギア１０２の互いに衝突する箇所をテーパ状とすることで、燃料タンク１２が挿入される時にギア８４と２段ギアの歯先が衝突してもギア８４と２段ギア１０２の双方が逆方向に回転するので、２段ギア１０４と２段ギア１０２は噛合できる。
【０１０１】
そして、ステップ４０３では、蓋１２０をロックしているフラッパーソレノイド１２４が励磁されて蓋１２０のロックが解除される。そして、ステップ４０４へ進み、蓋１２０が開かれたことが、図示しない開閉検出スイッチによって検出されるまで否定判定が繰り返され、肯定されるとステップ４０５へ進む。
【０１０２】
ステップ４０５では、モータ１２６が駆動されて、燃料供給口１８と給液口２０、及び水回収口２２と排水口２４との接続が切り離され、燃料タンク１２が収納部１４から押し出される。これで本フローが終了する。
【０１０３】
なお、本実施形態では、デジタルカメラ１０を例に取って本発明の燃料電池搭載機器を説明したが、これに限らず、アナログカメラや、カメラ付携帯電話等、他の機器に付いても適用可能である。図１０に示すように、本発明をカメラ１０１を備えるカメラ付携帯電話１００に適用する場合は、カメラ付携帯電話１００に設けられたバイブレーション用のモータを駆動源とすることができる。
また、メタノール直接型燃料電池について説明したが、他の種類の燃料電池にも適用可能である。
【０１０４】
【発明の効果】
本発明は上記構成としたので、燃料電池内の燃料の量常時所定量に維持できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本実施形態のデジタルカメラを示す斜視図である。
【図２】 本実施形態のデジタルカメラの回路構成を示すブロック図である
【図３】 本実施形態のデジタルカメラを示す斜視図である。
【図４】 本実施形態のデジタルカメラの燃料タンクを示す斜視図である。
【図５】 本実施形態のデジタルカメラの燃料電池、燃料タンク、及び駆動力付与機構を示す図である。
【図６】 本実施形態のデジタルカメラの駆動力付与機構を示す図である。
【図７】 本実施形態のデジタルカメラの燃料供給方法を示すフローチャートである。
【図８】 本実施形態のデジタルカメラの燃料供給方法を示すフローチャートである。
【図９】 本実施形態のデジタルカメラの燃料タンクの取出し方法を示すフローチャートである。
【図１０】 本実施形態の変形例であるカメラ付携帯電話を示す斜視図である。
【符号の説明】
１０ デジタルカメラ（燃料電池搭載機器）
１２Ａ 燃料貯留部
１６ 燃料電池
３１ ズームモータ（燃料駆動手段、駆動部）
３２ 閃光装置（駆動部、発光手段）
３３ フォーカスモータ（駆動部）
３５ シャッタモータ（駆動部）
３７ 絞りモータ（駆動部）
４６ 画像モニタ（表示画面）
５０ ＣＰＵ（燃料制御手段、供給量調整手段、演算手段、累積供給量調整手段）
５２ 操作スイッチ群（操作手段）
５４ シャッタボタン（操作手段）
５５ 駆動検出部（検出手段）
５７ パラメータ記憶部（消費量記憶手段）
５９ 不揮発メモリ（駆動記憶手段）
８２ 燃料供給手段
１００ カメラ付携帯電話（燃料電池搭載機器）
１１６ フラッパーソレノイド（駆動手段）
１１８ フラッパーソレノイド（駆動手段）
１２４ フラッパーソレノイド（駆動部）
１２６ モータ（駆動部）

Claims (6)

1. 機器で消費される電力を発電する燃料電池と、
   燃料を貯留する燃料貯留部から前記燃料電池へ燃料を供給する燃料供給手段を駆動させる燃料駆動手段と、
   前記燃料電池で発電が行われ燃料が消費されると前記燃料駆動手段を駆動させて前記燃料電池へ燃料を補給させる燃料制御手段と、
   を有し、
   前記燃料駆動手段は、ステッピングモータであることを特徴とする燃料電池搭載機器。
2. 前記燃料制御手段は、
   前記機器に設けられた駆動部が駆動されたことを検出する検出手段と、
   前記駆動部が駆動されて前記機器で消費される電力を前記燃料電池が発電するのに伴って前記燃料電池で消費される燃料の消費量を予め記憶した消費量記憶手段と、
   前記検出手段によって前記駆動部が駆動されたことが検出されると、前記消費量記憶手段から前記消費量を読み出し、前記燃料駆動手段を駆動させて燃料を前記消費量だけ前記燃料貯留部から前記燃料電池へ供給させる供給量調整手段と、
   を有することを特徴とする請求項１に記載の燃料電池搭載機器。
3. 前記検出手段は、前記機器に設けられ前記駆動部を駆動させる操作手段が操作されたことを検出することを特徴とする請求項２に記載の燃料電池搭載機器。
4. 前記検出手段は、前記機器に設けられた発光手段が発光されたことを検出することを特徴とする請求項２又は３に記載の燃料電池搭載機器。
5. 前記検出手段は、前記機器に設けられた表示画面が表示された時間を検出することを特徴とする請求項２乃至４の何れかに記載の燃料電池搭載機器。
6. 前記供給量調整手段は、
   前記駆動部が駆動された回数、又は時間を記憶する駆動記憶手段と、
   前記駆動記憶手段から前記駆動部が駆動された回数、又は時間を読み出し、前記消費量記憶手段から読み出した前記消費量に乗じて累積消費量を演算する演算手段と、
   前記駆動手段を駆動させて前記演算手段によって演算された前記累積消費量だけ燃料を前記燃料貯留部から前記燃料電池へ供給させる累積供給量調整手段と、
   を有することを特徴とする請求項２乃至５の何れかに記載の燃料電池搭載機器。

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